Ein Gewindetubus-Mikroskop nach Hartsoeker

Prof. OStR Erich Steiner

Der niederländische Physiker Nicolaas Hartsoeker (1656-1725) beschrieb im Jahre 1694 erstmals ein Gewindetubus-Mikroskop, das im angelsächsischen Sprachraum auch als „Screw-Barrel-Microscope“ bezeichnet wird.

Der Körper dieses Mikroskops besteht aus einer kleinen Röhre mit einem Ring an dem einen Ende und einer Platte mit der Vergrößerungslinse am anderen. Auf der Innenseite der Platte liegen eine Druckfeder und darüber zwei dünne, in der Mitte durchbohrte Scheiben, zwischen die der Schieber mit den Präparaten zu liegen kommt. Manchmal ist noch eine dritte durchbohrte Scheibe mit einer quer verlaufenden Wölbung vorhanden, damit man auch eine mit Wasser gefüllte Röhre einklemmen kann. In den Ring wird ein Rohr, die „Tonne“ oder das „Barrel“, geschraubt, das außen auf seiner gesamten Länge mit einem Gewinde versehen ist. Dieses Rohr drückt beim Einschrauben zur Scharfeinstellung gegen die beiden Scheiben mit dem dazwischen befindlichen Präparateschieber und auf die Druckfeder. Das äußere Ende des “Barrels“ ist mit einer Beleuchtungslinse versehen, deren Brennweite ungefähr der Länge des „Barrels“ entspricht. Der Körper des Instruments wird an einem gedrechselten Elfenbeingriff mit der Hand gegen das Licht für Durchlichtuntersuchungen gehalten (Abb. 1). Es ist ein sogenanntes „Einfaches Mikroskop“, da es für die Vergrößerung nur eine „Lupe“ verwendet. Bei einem „Zusammengesetzten Mikroskop“ sind am unteren Ende eines Tubus eine Objektiv- bzw. am oberen Ende eine Okularlinse montiert.

Physikalisch hingegen muss festgehalten werden, dass das „Zusammengesetzte Mikroskop“, das wahrscheinlich zuerst erfunden wurde, bis etwa zur Mitte des 18. Jahrhunderts dem „Einfachen Mikroskop“ unterlegen war. Ursachen waren Schwierigkeiten bei der Zentrierung der Linsen und andererseits in der nicht behobenen Chromasie sowie der verwendeten Materialien (Leder, Holz, Pappe). Es darf daher nicht wundern, dass sehr bedeutende Mikroskopiker der damaligen Zeit wie Anthony van Leeuvenhoek (Niederländer aus Delft, Privatgelehrter, 1632-1723), Carlo Antonio Tortona (Italiener, 1640-1700) und andere dem „Einfachen Mikroskop“ den Vorzug gaben.

Abb. 1: Mikroskop für Durchlichtuntersuchungen

Für Auflichtuntersuchungen ist manchmal auch ein Messing-Verbindungsstück vorhanden in das die Lupenobjektive eingeschraubt werden können (Abb. 2 und 3).

Abb. 2: Mikroskop für Auflichtuntersuchungen
Abb. 3: Mikroskop für Auflichtuntersuchungen

Bei den kleinsten Linsen handelt es sich um Glaskügelchen.
1702 griff James Wilson (1655-1730) diese Idee auf und veröffentlichte die Beschreibung eines gegenüber Hartsoeker nur leicht abgeänderten Mikroskops, welches sich daraufhin in Großbritannien großer Beliebtheit erfreute und so heute irrigerweise Wilson nicht nur die Verbreitung, sondern auch die Erfindung dieses Mikroskops zugeschrieben wird. Wilson beanspruchte aber nie die Priorität an dieser Erfindung für sich selbst.
Das „Screw-Barrel-Mikroskop“ wurde in großen Stückzahlen in ganz Europa, darunter auch in Deutschland von vielen Werkstätten nachgebaut. Es war in der ersten Hälfte des 18. Jahrhunderts der mit Abstand beliebteste Mikroskop-Typ.
Durch einen Zufall war es mir möglich so ein sehr gut erhaltenes und vollständiges Mikroskop, das um 1730 in London gebaut wurde (Edmund Culpeper zugeschrie-ben), zu untersuchen.

Abb. 4: Mikroskop mit Zubehör in Holzkassette

Das Gerät ist vollständig aus Messing gefertigt mit original Zaponierung, in einer mit schwarzer Fischhaut überzogenen und mit grünem Samt gefütterten Holzkassette (L x B x H; 18 x 7,4 x 5,2 cm) mit Druckverschluss.

Die technischen Daten
Stativ: nicht vorhanden, da das Gerät mittels des gedrechselten Elfenbeingriffs
gegen das Licht gehalten wird
Tubus Gewindetubus; „Barrel-Länge“ mit Beleuchtungslinse: 4 cm; Gesamtlänge
des Gerätes bei Durchlicht-Scharfstellung mit Lupenobjektiv Nr. 6: 6,8 cm
Trieb: Grobtrieb (Gewinde)
Tisch: abgewandelter „Bonani-Tisch“, mit gefederter Andruckplatte. Es können sowohl Präparateschieber-Untersuchungen als auch Untersuchungen mit Wasser gefüllten Glasröhrchen durchgeführt werden. Beleuchtungsapparat: schwache Sammellinse am Ende des Gewindetubus.
Optik: 6 nichtachromatische Lupenobjektive (Nr. 1-6, Nr. 1-4 mit rot angefärbter Elfenbein-Schutzkappe
1 anschraubbare 10fache Lupe aus dunkelbraun angefärbtem Elfenbein.

Das Zubehör
Das Gerät verfügt über reichhaltiges Zubehör (Abb. 5):

Abb. 5: Mikroskop-Zubehör

1 gedrechselter Elfenbeingriff
1 Messing-Verbindungsstück für Auflichtuntersuchungen (Abb. 2 und 3)
1 Messing-Objekthalter mit Haltepinzette und Objektnadel für Auflichtuntersuchungen
1 runder Messing-Objekttisch mit weißer und schwarzer Seite zum Aufstecken auf die Objektnadel für Auflichtuntersuchungen (Abb. 2 und 3)

Abb. 2: Mikroskop für Auflichtuntersuchungen
Abb. 3: Mikroskop für Auflichtuntersuchungen


8 Elfenbein-Objektträger (Nr. 1-8) mit je 4 Öffnungen in schwarzem Pappendeckel- Etui
1 Messing-Objektträger mit 4 Öffnungen und Glasplatte in Messing-Halterung
1 Elfenbeindöschen mit Glimmerplättchen und Sprengringen
5 Glasröhrchen (kleine Eprouvetten mit 5, 7, 9, 11 und 14 mm Aussendurchmesser) für Untersuchungen mit Wasser

Vergrößerungsbestimmungen
Die Lupenobjektiv-Vergrößerungen (V) wurden, nachdem die Brennweiten (f; in mm) der Lupenobjektive bestimmt worden waren, nach der Formel für Lupenvergrößerungen berechnet.

V = 250mm : f

Lupenobjektiv-Nummer
Lupenobjektiv-Vergrößerungen
Brennweiten (in mm)
1
227x
1,1
2
100x
2,5
3
75x
3,3
4
53x
4,7
5
30x
8,3
6
20x
12,5
bzw. Lupe
10x
25,00


Die Präparate
Bei den Objekten handelt es sich um Trockenpräparate, die zwischen zwei Glimmer-plättchen mit einem Sprengring fixiert sind (Abb. 6 und 7). Trotz ihres hohen Alters sind die Objekte noch in verhältnismäßig gutem Zustand erhalten. Es sind in jedem Präparat - auch in den Leerstellen - feinste Pilzfäden vorhanden, die sich eben im Lauf der Zeit entwickelt haben.
Jeder der 8 Elfenbein-Objektträger hat eine Länge von 69 mm, eine Breite von 12mm und eine durchschnittliche Dicke von 2 mm. Die Öffnungen besitzen auf der einen Seite einen Durchmesser von 7mm und auf der anderen Seite, wo sich der Sprengring befindet, einen Durchmesser von 9 mm.

Abb. 6: Ober- und Unterseite der Elfenbein-Objektträger

 

Bei einigen Präparaten war es nicht mehr möglich fest zu stellen, um welches Objekt es sich handeln soll (mit „ND“ bezeichnet).

Abb. 7: Schema eines Elfenbein-Objektträgers

Elfenbein-Objektträger
L = Leerstelle ND = nicht definierbar

Objektivträger - Nummer
Position in Objektträger
Objekt
Nr. 1:
1
Wurmfarn-Sporangien (Dryopteris filix mas)
2
keimende Pollen (Milchstern oder Hyazinthe)
3
Kürbis-Pollen (Cucurbita pepo)
4
Schmetterlingsschuppen (Nachtfalter)
Nr. 2:
1
Pflanzenfasern
2
Katzenhaare
3
Menschenhaare
4
Maushaare
Nr. 3:
1
ND
2
Fischschuppe
3
Fischschuppen (Seezunge, Solea sp.)
4
Fischschuppe (Barsch, Perca sp.)
Nr. 4:
1
Holundermark (Sambucus nigra)
2
Badeschwamm-Skelett (Spongia officinalis)
3
Flaschenkork-Zellen (Phellodendron sp.)
4
Sternparenchym (Juncus effusus, Flatter-Binse)
Nr. 5:
1
Schmetterlingsflügel (Tagfalter)
 
2
Schmetterlings-Fühler (Nachtfalter)
 
3
Fliegen-Flügel
 
4
Insektenkopf-Vorderteil mit Facetten- und Punktaugen
Nr. 6:
1
Raupen-Hinterleib
2
Spinnen-Körper
3
Kopflaus (Pediculus capitis)
4
Mohn-Körner (Papaver sp.)
Nr. 7:
1
L
 
2
Milben
 
3
L
 
4
L
Nr. 8:
1
Schmetterlingsflügel (Tagfalter)
 
2
ND
 
3
L
 
4
Spinnentiere

Abschließend kann nur gesagt werden, dass die mechanische Ausführung dieses Gerätes beziehungsweise die optischen Leistungen der damaligen Zeit entsprechend höchstes Lob verdienen.


Literaturhinweise

Gerlach, D.: Geschichte der Mikroskopie. Verlag Harri Deutsch, Frankfurt am Main 2009

Hemmerling, K., Feustel, H.: Historische Mikroskope. Katalog des Hessischen Landesmuseums Nr. 13, Darmstadt 1983

Martin, H. de, Martin, W. de: Vier Jahrhunderte Mikroskop. Weilburg Verlag, Wiener Neustadt 1983

Moe, H.: The Story of the Microscope. Rhodos international science and art publishers, Denmark 2004

Patzak, B. (Hrsg.), Steiner, E., Schulz, P.: Die Mikroskopesammlung des Pathologisch-Anatomischen Bundesmuseums im Wiener Narrenturm. Pathologisch Anatomisches Bundesmuseum Wien, Wien 2008

Weber-Unger, S., Mappes, T.: Bedeutende Mikroskope 1680 bis 1860. Wien 200